具有超低截止频率的新型消声室结构及消声室单元 |
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| 申请号 | CN202410289585.7 | 申请日 | 2024-03-14 | 公开(公告)号 | CN118008011A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 合肥工业大学; | 发明人 | 李家柱; 殷保炜; 毕传兴; 庆振华; 李才昌; 付一郎; 张永祥; 鲁廷虎; 袁培京; 王博; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种新型消声室单元及该若干个新型消声室单元构成的具有超低截止 频率 的新型消声室结构，属于消声装置技术领域。该新型消声室单元包括矩形管道、吸声尖劈和空腔；矩形管道的入口位于消声室单元内部，出口位于空腔中；矩形管道内设置有吸声材料；矩形管道与空腔形成赫姆霍兹共振器。本发明通过采用矩形管道代替部分吸声尖劈，使矩形管道与消音室内外 墙壁 组成的空腔形成赫姆霍兹共振器，实现低频吸声，拓宽了消声室的截止频率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型消声室单元，其特征在于，包括矩形管道、吸声尖劈和空腔； |
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| 说明书全文 | 具有超低截止频率的新型消声室结构及消声室单元技术领域[0001] 本发明涉及消声装置技术领域，尤其涉及一种新型消声室单元及利用该新型消声室单元组成的具有超低截止频率的新型消声室结构。 背景技术[0002] 消声室是在一个闭合空间内建立自由声场，为了消除室内的反射声，消声室内除了没有障碍物外，室内各界面上都要配置强吸声材料，使入射于界面的声波在一定频率范围内几乎完全被吸收。现有的消声室多采用吸声尖劈结构，把多孔性材料做成锥形或尖劈状吸声体。当声波从尖端入射时，由于吸声层的逐渐过渡性质，材料的声阻抗与空气的声阻抗能较好地匹配，使声波传入吸声体，并被高效地吸收。但是，传统使用的吸声材料在低频范围内的性能较差，一些吸声材料对于高频声波效果良好，但对于低频声波则吸收能力不足，并且低频声波的波长相对较长，需要较大的空间尺寸才能有效吸收，这也导致了目前所使用消声室的截止频率一般在60Hz以上，针对超低频部分的消声效果并不理想，而对于小尺寸的消声室，在超低频范围内的吸声效果更差，难以支持相关实验研究。 发明内容[0003] 有鉴于此，为解决传统的吸声尖劈单元构成的消声室对于低频声波则吸收能力不足的技术问题，一方面，本发明提供了一种新型吸声单元，其通过采用矩形管道代替部分吸声尖劈，使矩形管道与空腔形成赫姆霍兹共振器，实现低频吸声，拓宽了消声室的截止频率。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案： [0005] 一种新型消声室单元，包括矩形管道、吸声尖劈和空腔； [0006] 所述矩形管道和吸声尖劈交错排布； [0007] 所述矩形管道的入口位于所述消声室单元内部，出口位于所述空腔中； [0008] 所述矩形管道内设置有吸声材料； [0009] 所述矩形管道与所述空腔形成赫姆霍兹共振器。 [0010] 优选地，所述矩形管道盘绕于所述空腔内。 [0011] 优选地，所述吸声材料倾斜布置，以增加表面积。 [0012] 优选地，所述矩形管道的入口和出口处均设置有吸声材料。 [0013] 优选地，所述吸声材料为微穿孔板或薄片型透气阻性材料。 [0014] 优选地，所述薄片型透气阻性材料为无纺布。 [0015] 优选地，所述矩形管道与所述吸声尖劈的空间占比为1:1。 [0016] 另一方面，本发明还提供了一种具有超低截止频率的新型消声室结构，由若干个上述新型消声室单元组成。 [0017] 本发明相对于现有技术，具有如下的有益效果： [0018] 本发明提供的新型吸声单元及其组成的具有超低截止频率的新型消声室结构，通过采用矩形管道代替部分吸声尖劈，使矩形管道与消音室内外墙壁组成的空腔形成赫姆霍兹共振器，实现低频吸声，拓宽了消声室的截止频率。 [0020] 图1为新型消声室单元的结构示意图； [0021] 图2为本发明提供的新型消声室单元另一角度的示意图； [0022] 图3为若干个消声室单元组成的具有超低截止频率的新型消声室结构的单面墙壁示意图； [0023] 图4为本发明吸声效果对比图； [0024] 图5为本发明实例与普通尖劈消声室反平方律声压级偏差图。 [0025] 图中，1、矩形管道；2、吸声尖劈；3、入口；4、出口；5消声室；6、空腔。 具体实施方式[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0029] 如图1‑2所示，本发明提供了一种新型消声室单元，包括矩形管道1、吸声尖劈2和空腔6； [0030] 所述矩形管道1和吸声尖劈2交错排布； [0031] 所述矩形管道1的入口位于所述消声室单元内部，出口位于所述空腔6中； [0032] 所述矩形管道1内设置有吸声材料(图中未示出)； [0033] 所述矩形管道1与所述空腔6形成赫姆霍兹共振器。 [0034] 其中，空腔6可为内外墙壁间的空腔。 [0035] 本发明中，声波自入口3进入自出口4输出，消声室5内部的声音一部分被吸声尖劈2所吸声，另一部分通过矩形管道1得到衰减。矩形管道1的入口3高度没有特殊要求，根据实际需求进行设置即可，优选基本与吸声尖劈2持平即可。矩形管道1可以以任何方式盘绕在空腔6中，对此没有特殊要求。 [0036] 本发明中，为进一步使消声室5内的声音衰减，优选在矩形管道1的入口3和出口4处均设置有吸声材料，更优选吸声材料倾斜布置，以增加表面积，使其表面积越大越好，其对于声波的衰减作用越明显。吸声材料可以设置于矩形管道1内的任意界面位置处，对此没有特殊要求。吸声材料优选为为微穿孔板或薄片型透气阻性材料。薄片型透气阻性材料优选为无纺布。 [0037] 如图3所示，示例性的给出了新型消声室单元内部可用空间为3×3×3m3，矩形管2 道1与吸声尖劈2的占比为1:1，矩形管道1的横截面尺寸为1×1m，矩形管道1长度为5.4m。 [0038] 另一方面，本发明还提供了一种具有超低截止频率的新型消声室结构，由若干个上述新型消声室单元组成。 [0039] 如图3所示，具有超低截止频率的新型消声室结构的6个面按照同样方式布置新型吸声单元，即，由6个图1‑2所示的新型消声室单元组成。 [0040] 如图4所示，通过仿真得到本发明提供的具有超低截止频率的新型消声室结构与全吸声尖劈构成的传统的消声室结构的吸声系数，从曲线可以看出本发明提供的具有超低截止频率的新型消声室结构在低频的吸声效果明显优于全吸声尖劈构成的传统的消声室结构，消声室的截止频率向低频推移。 [0041] 如图5所示，通过仿真在消声室结构内布置逐渐远离声源，并且共线等间隔的18个测点，计算各测点在1/3倍频程(40Hz、50Hz、63Hz、80Hz、100Hz、125Hz)处的反平方律声压级，计算得到测点实际声压级与反平方律声压级的偏差，图中各点表示超低截止频率消声室在不同测点和频率下的效果优于传统的消声室结构。在所得到的结果中，70％的测点本发明提供的消声室结构所表现的效果更好。 |
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